ES2691303A1 - Automatic system to help the evacuation of the occupants of a car dropped into the water (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Sistema automático de ayuda a la evaluación de los ocupantes de un automóvil caído al agua. Automatic system to help the evaluation of the occupants of a fallen car.
Sector de la técnica 5 Technical sector 5
El sector de la técnica a la que se refiere la presente invención es la industria de la automoción, concretamente a los sistemas de seguridad activos para automóviles tipo turismo. La invención afecta a los casos en los que el un vehículo cae al agua; el sistema permite la apertura automática de al menos dos puertas del vehículo cuando éste se encuentra sumergido. 10 The sector of the technique to which the present invention refers is the automotive industry, specifically the active safety systems for tourism cars. The invention affects cases in which a vehicle falls into the water; The system allows the automatic opening of at least two doors of the vehicle when it is submerged. 10
Estado de la técnica State of the art
Los accidentes en los que el vehículo queda sumergido en aguas profundas son complicados y graves. Existen ya numerosas medidas preventivas realizadas ante este hecho. Un diseño vial 15 adecuado, construcciones de barreras en las curvas de la carretera o la educación y la necesaria información pública pueden reducir los riesgos de tales accidentes. Accidents in which the vehicle is submerged in deep water are complicated and serious. There are already numerous preventive measures carried out before this fact. An adequate road design 15, construction of barriers on road or education curves and the necessary public information can reduce the risks of such accidents.
Un elemento de seguridad activa como es el control electrónico de estabilidad (ESC), centraliza las funciones de los sistemas ABS, EBD y de control de tracción. Actúa frenando 20 individualmente las ruedas en situaciones de riesgo para evitar derrapes, tanto sobrevirajes, como subvirajes. An active safety element such as electronic stability control (ESC) centralizes the functions of ABS, EBD and traction control systems. It acts by braking the wheels individually in situations of risk to prevent skidding, both oversteer and understeer.
El uso del cinturón de seguridad es importante para reducir la gravedad de la lesión en el impacto, aunque puede ser un obstáculo para realizar la evacuación del vehículo con éxito, así 25 como los sistemas de cierre centralizado y los elevalunas eléctricos, podrían ocasionar más dificultades que ventajas ofrecen. En estos casos, un martillo de emergencia de fácil acceso puede ser una herramienta esencial para hacer posible la salida del automóvil, un ejemplo de este tipo de utensilios es el llamado Resqme®, corta - cinturones y rompe - cristales. The use of the seat belt is important to reduce the severity of the impact injury, although it can be an obstacle to the successful evacuation of the vehicle, as well as central locking systems and electric windows, could cause more difficulties What advantages do they offer? In these cases, an emergency hammer of easy access can be an essential tool to make possible the exit of the car, an example of this type of utensils is called Resqme®, cutter - belts and glass breaker.
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Para acelerar la llegada de asistencia, y reducir las posibles consecuencias del accidente, se encuentran otros elementos de seguridad como eCall. Este sistema de llamada de emergencia embarcado en el vehículo es capaz de conectarse con el punto de atención de llamadas de emergencia más apropiado, de forma automática en caso de detección de un potencial accidente o en caso de activación manual, a través de la red de comunicación inalámbrica 35 móvil. To accelerate the arrival of assistance, and reduce the possible consequences of the accident, there are other safety elements such as eCall. This on-vehicle emergency call system is able to connect to the most appropriate emergency call point, automatically in case of detection of a potential accident or in case of manual activation, through the network of 35 wireless mobile communication.
Todas las medidas preventivas nombradas anteriormente, son correctas y de gran ayuda pero difícilmente aplicables. Esto sucede debido a que los ocupantes del vehículo, en el caso de que no estén inconscientes, se encontraran en un estado de ansiedad tal que les provocará en la 40 mayoría de las ocasiones una reacción tardía y poco eficiente. All the preventive measures listed above are correct and helpful but hardly applicable. This happens because the occupants of the vehicle, in case they are not unconscious, will be in a state of anxiety such that in the majority of cases they will cause a late and inefficient reaction.
Se ha realizado una recopilación según diversas fuentes, de casos de los últimos 7 años, en las que ha terminado un vehículo en el agua y en su mayoría con víctimas mortales. Tras el estudio de dichos titulares, el 64% de los casos expuestos ha producido el mismo número de 45 víctimas mortales que de personas implicadas en el accidente. Esto se debe a la fuerte presión que deben vencer para conseguir evacuar el vehículo, lo cual dificulta en la mayoría de los casos la posibilidad de salir con vida a la superficie, además de tener en cuenta que si el individuo se encuentra inconsciente es muy probable que se produzca su fallecimiento en pocos minutos. Por otro lado, en el 27% de los casos, se encuentran supervivientes entre los 50 accidentados y por último, en tan sólo un 9%, todas las personas implicadas logran salir con vida. Estos datos agravan y acentúan la situación actual, por lo que se considera necesario un avance tecnológico en cuanto a la seguridad en el automóvil, garantizando la seguridad del A compilation has been made according to various sources, of cases of the last 7 years, in which a vehicle has ended up in the water and mostly with fatalities. After the study of these owners, 64% of the cases exposed have produced the same number of 45 fatalities as those involved in the accident. This is due to the strong pressure they must overcome in order to evacuate the vehicle, which in most cases makes it difficult to get to the surface alive, in addition to taking into account that if the individual is unconscious, it is very likely that his death occurs in a few minutes. On the other hand, in 27% of cases, there are survivors among the 50 injured and finally, in only 9%, all the people involved manage to get out alive. These data aggravate and accentuate the current situation, so it is considered necessary a technological advance in terms of car safety, ensuring the safety of the
individuo en cualquier caso, o al menos reducir las lesiones y consecuencias que se puedan ocasionar. individual in any case, or at least reduce the injuries and consequences that may be caused.
Existen algunas patentes en las cuales se han desarrollado sistemas de seguridad relativos a agua. En la patente KR20160058442, el sistema despliega una bolsa para proteger el motor, 5 pero está previsto para el caso de una inundación, pues prevé sensores sin detallar su ubicación, que detecten la subida del nivel del agua. There are some patents in which water safety systems have been developed. In the KR20160058442 patent, the system deploys a bag to protect the engine, 5 but it is planned in the case of a flood, as it provides sensors without detailing its location, which detects the rise in the water level.
En la patente US5823608A, se refleja un sistema para la apertura de automática o manual ventanas en el caso de que el vehículo esté en el agua, accionado por gas. En el caso 10 automático, el sensor que dispara el sistema es un sensor de impacto. En las patentes US6281647B1 y US2002024309A1 el sistema de apertura de las ventanas es eléctrico. In the US5823608A patent, a system for opening automatic or manual windows is reflected in the event that the vehicle is in the water, operated by gas. In automatic case 10, the sensor that triggers the system is an impact sensor. In US6281647B1 and US2002024309A1 the window opening system is electric.
La patente US2003197599A1 describe un sistema de detección de incidencias en un vehículo, como el intento de arranque sin llave, entre las cuales está la detección de agua en los 15 laterales y en la parte delantera y trasera del vehículo, enviando una señal a un centro de control, y desplegando cuatro airbags que pueden permitir la flotabilidad del vehículo en el agua. No obstante, el sistema de detección no prevé casos como que el vehículo quede al revés. The patent US2003197599A1 describes a system for detecting incidents in a vehicle, such as the attempt to start without a key, among which is the detection of water on the sides and on the front and rear of the vehicle, sending a signal to a center of control, and deploying four airbags that can allow the buoyancy of the vehicle in the water. However, the detection system does not foresee cases such as the vehicle being turned upside down.
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Por todo ello, se ha propuesto el desarrollo de un sistema que permita la apertura de las puertas del vehículo de forma automática, sin la necesidad de la intervención humana, facilitando así la posibilidad de salvar en la medida de lo posible, la vida de los ocupantes que se encuentren en el interior del automóvil. Therefore, it has been proposed the development of a system that allows the opening of the doors of the vehicle automatically, without the need for human intervention, thus facilitating the possibility of saving as much as possible the life of the occupants inside the car.
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Explicación de la invención Explanation of the invention.
La presente invención describe un sistema automático que permita la evacuación de los ocupantes de un automóvil al caer al agua. El sistema consta de tres componentes. Un subsistema de detección de caída del vehículo al agua, un subsistema de flotación y un 30 subsistema de eyección de las puertas del vehículo. The present invention describes an automatic system that allows the evacuation of the occupants of a car when it falls into the water. The system consists of three components. A vehicle fall detection subsystem into the water, a flotation subsystem and an ejection subsystem of the vehicle doors.
El subsistema de detección de caída del vehículo al agua está compuesto por una centralita electrónica, un conjunto de sensores de humedad colocados en unas cajas diseñadas para evitar la activación de los mismos en casos en los que no se produzca la caída del vehículo al 35 agua y una batería de apoyo colocada en caja estanca. The vehicle-to-water fall detection subsystem is composed of an electronic switchboard, a set of humidity sensors placed in boxes designed to prevent their activation in cases where the vehicle does not fall into the water. and a support battery placed in a waterproof case.
El subsistema de flotación que se activa por orden de la centralita electrónica, una vez que se ha detectado la caída al agua, y mantiene el vehículo en la superficie del agua, compuesto por un conjunto de cajas colocadas bajo el vehículo, cada una de las cuales incorpora una bolsa de 40 flotabilidad dotadas con válvula de no retorno, unidas mediante mangueras de alta presión a botellas de helio, que una vez infladas quedan sujetas al chasis del vehículo mediante cables de sujeción. The flotation subsystem that is activated by order of the electronic switchboard, once the fall to the water has been detected, and keeps the vehicle on the surface of the water, composed of a set of boxes placed under the vehicle, each of the which incorporates a bag of 40 buoyancy endowed with non-return valve, connected by high pressure hoses to helium bottles, which once inflated are attached to the vehicle's chassis by means of clamping cables.
El subsistema de eyección de las puertas con fuerza suficiente para vencer la presión del agua 45 y facilitar la salida de los ocupantes, se activa igualmente por orden de la centralita electrónica, una vez ha activado el subsistema de flotación, y está compuesto por un con junto de resortes de nitrógeno comprimido que se liberan mediante pasador, situados a lo largo del estribo, el pilar sobre el que articula y encaja parte de la puerta y el pilar sobre el que se encuentra la cerradura de la puerta, así como de un conjunto de electroimanes para la liberación de las 50 bisagras y la cerradura de la puerta. The ejection subsystem of the doors with sufficient force to overcome the water pressure 45 and facilitate the exit of the occupants, is also activated by order of the electronic control unit, once the flotation subsystem has been activated, and is composed of a together with compressed nitrogen springs that are released by means of a pin, located along the stirrup, the pillar on which part of the door articulates and fits and the pillar on which the door lock is located, as well as an assembly of electromagnets for the release of the 50 hinges and the door lock.
Breve descripción de las figuras Brief description of the figures
Figura 1. Detalle de caja con sensor de humedad Figure 1. Case detail with humidity sensor
1. Caja sensor 5 1. Sensor box 5
2. Sensor de humedad 2. Humidity sensor
Figura 2. Ubicación de sensores en vehículo Figure 2. Location of sensors in vehicle
10 10
2. Sensor de humedad 2. Humidity sensor
Figura 3. Ubicación de centralita en vehículo Figure 3. Location of control unit in vehicle
3. Centralita electrónica 15 3. Electronic switchboard 15
Figura 4. Detalle de centralita electrónica Figure 4. Detail of electronic control unit
3. Caja de registro estanca 3. Waterproof record box
20 twenty
4. Placa electrónica para proceso de señales 4. Electronic board for signal processing
Figura 5. Detalle de dispositivo del subsistema de flotación Figure 5. Device detail of the flotation subsystem
5. Caja bolsas de flotabilidad 25 5. Buoyancy bag box 25
6. Bolsa de flotabilidad 6. Buoyancy bag
7. Manguera alta presión 7. High pressure hose
30 30
9. Cable de sujeción 9. Clamping Cable
Figura 6. Ubicación de dispositivo del subsistema de flotación en vehículo Figure 6. Device location of the vehicle flotation subsystem
5. Caja bolsas de flotabilidad 35 5. Buoyancy bag box 35
7. Manguera alta presión 7. High pressure hose
8. Botellas de helio 8. Bottles of helium
40 40
Figura 7. Subsistema de flotación desplegado en vehículo Figure 7. Flotation subsystem deployed in vehicle
6. Bolsas de flotabilidad 6. Buoyancy bags
7. Botellas de helio 45 7. Bottles of helium 45
Figura 8. Ubicación de subsistema de eyección de puertas Figure 8. Location of door ejection subsystem
10. Marco puerta 10. Door frame
50 fifty
11. Resorte de nitrógeno 11. Nitrogen spring
12. Electroimán 12. Electromagnet
Figura 9. Detalle de eyectores Figure 9. Ejector detail
11. Resorte de nitrógeno 11. Nitrogen spring
13. Pasador 5 13. Pin 5
Figura 10. Detalle electroimanes Figure 10. Electromagnets detail
12. Electroimán 12. Electromagnet
10 10
Figura 11. Desarrollo eyección de puerta Figure 11. Door ejection development
Modo de realización de la invención Embodiment of the invention
El subsistema de detección está formado (figura 1) por un juego de al menos 5 sensores de 15 humedad por contacto (2) de tipo analógico, distribuidos en el vehículo en posiciones claves (figura 2) de forma que su posición permita la activación de al menos 2 sensores de humedad independientemente de la forma en la que el coche caiga al agua y comience a inundarse. Tras la activación de al menos 2 de ellos se activará en una centralita (4) el sistema de seguridad desarrollado en la presente invención. Para garantizar la efectividad del sistema de detección, y 20 evitar posibles falsas activaciones del sistema por salpicaduras, lluvia, etc., los sensores se alojan (figura 1) en cajas (1), diseñadas para proteger el sensor, garantizando la activación exclusiva por inundación, y no por presión hidrodinámica, ya que, de otro modo, estarían expuestos a su funcionamiento por error y provocar automáticamente la inutilización del vehículo. 25 The detection subsystem is formed (figure 1) by a set of at least 5 analog contact sensors (2) of analog type, distributed in the vehicle in key positions (figure 2) so that its position allows the activation of At least 2 humidity sensors regardless of the way the car falls into the water and begins to flood. After the activation of at least 2 of them, the safety system developed in the present invention will be activated in a switchboard (4). To guarantee the effectiveness of the detection system, and to avoid possible false activations of the system by splashing, rain, etc., the sensors are housed (figure 1) in boxes (1), designed to protect the sensor, guaranteeing the exclusive activation by flooding, and not by hydrodynamic pressure, since, otherwise, they would be exposed to its operation by mistake and automatically cause the vehicle to become useless. 25
Una vez activado en la centralita el sistema, se actúa sobre las dos partes activas del mismo, el subsistema de eyección de puertas y el subsistema de flotación. Antes de iniciarse el sistema de eyección de las puertas, para mantener al vehículo en el nivel de flotación especificado, se dispara el inflado mediante bombonas de helio comprimido (8), de cuatro bolsas de flotabilidad 30 (6) situadas en el bajo del vehículo (figura 6), una a cada esquina del mismo, para permitir una mayor estabilidad en el agua (figura 7). Once the system is activated in the control unit, the two active parts thereof, the door ejection subsystem and the flotation subsystem are operated. Before starting the door ejection system, to keep the vehicle at the specified buoyancy level, inflation is triggered by means of compressed helium cylinders (8), of four buoyancy bags 30 (6) located at the bottom of the vehicle (Figure 6), one at each corner thereof, to allow greater stability in the water (Figure 7).
A cada extremo, en el eje transversal del automóvil, se sitúan 2 botellas de helio en gas comprimido conectadas a 2 bolsas de flotabilidad cada una, permitiendo el llenado de las 35 mismas en un tiempo mínimo. Las bolsas, que estarán incluidas en cajas (5) con un diseño específico para favorecer su despliegue (figura 5), están unidas a las botellas de gas comprimido a través de una manguera (7) y una válvula de no-retorno. A su vez, las bolsas estarán unidas al chasis del vehículo a través de un cable de acero (9) lo suficientemente resistente como para mantener la unión. 40 At each end, on the transverse axis of the car, 2 bottles of helium are placed in compressed gas connected to 2 buoyancy bags each, allowing them to be filled in a minimum time. The bags, which will be included in boxes (5) with a specific design to favor their deployment (figure 5), are attached to the compressed gas bottles through a hose (7) and a non-return valve. In turn, the bags will be attached to the chassis of the vehicle through a steel cable (9) strong enough to maintain the joint. 40
Las bolsas realizadas de poliuretano termoplástico (6), material que presenta propiedades óptimas para favorecer su durabilidad y resistencia a situaciones adversas, evitarán que el vehículo caiga a profundidades mayores y serán de color naranja para mantenerlo localizado en el agua y facilitar el rescate a los servicios de emergencia, además estarán provistas de 45 asas del mismo material que permitirán un posible agarre de los accidentados para mantenerse a flote (figura 7). The bags made of thermoplastic polyurethane (6), material that presents optimal properties to favor its durability and resistance to adverse situations, will prevent the vehicle from falling to greater depths and will be orange to keep it located in the water and facilitate rescue to the emergency services will also be provided with 45 handles of the same material that will allow a possible grip of the injured to stay afloat (figure 7).
Para realizar con éxito el traslado de las puertas lo suficiente como para que éstas queden libres de su encastre original, es necesario vencer la fuerza producida por la presión externa 50 procedente del agua. Se situarán (figura 8) a lo largo del estribo, el pilar sobre el que articulan y encajan parte de la puerta y el pilar en el que se encuentra la cerradura de la puerta, 9 resortes de nitrógeno comprimido (11), que se liberan mediante un pasador (13) y que proporcionan una fuerza hacia el exterior del vehículo tal que duplica con creces la fuerza que se precisa en el To successfully carry out the transfer of the doors sufficiently so that they are free of their original insertion, it is necessary to overcome the force produced by the external pressure 50 coming from the water. They will be placed (figure 8) along the stirrup, the pillar on which part of the door articulates and fits and the pillar on which the door lock is located, 9 compressed nitrogen springs (11), which are released by means of a pin (13) and that provide a force towards the outside of the vehicle such that it more than doubles the force required in the
peor de los casos para que el sistema quede en equilibrio, por lo que se garantiza la correcta expulsión de la puerta. worst case scenario so that the system is in equilibrium, so that the correct expulsion of the door is guaranteed.
El desarrollo descrito es la forma más eficiente de provocar una salida inmediata de forma mecánica (figura 11). Además, solo provocaría deformaciones en la puerta expulsada, 5 quedando el chasis del vehículo intacto. The described development is the most efficient way to cause an immediate exit mechanically (Figure 11). In addition, it would only cause deformations in the ejected door, 5 leaving the vehicle chassis intact.
Por otro lado, la liberación de las bisagras y liberación de la cerradura (figura 10) se llevará a cabo con un sistema electromecánico, en concreto con electroimanes (12). On the other hand, the release of the hinges and release of the lock (figure 10) will be carried out with an electromechanical system, in particular with electromagnets (12).
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Por último, para optimizar la capacidad de flotabilidad de las puertas y garantizar el no retorno a su encastre original, se determina el uso de poliestireno expandido en los huecos del interior de la puerta, el cual presenta unas propiedades físicas favorables para el uso destinado, en cuanto a densidad y capacidad de flotación, además de suponer un peso mínimo adicional a la puerta. 15 Finally, to optimize the buoyancy capacity of the doors and guarantee the non-return to their original insertion, the use of expanded polystyrene in the gaps inside the door is determined, which has favorable physical properties for the intended use, in terms of density and buoyancy, besides assuming an additional minimum weight to the door. fifteen
Este sistema automático de ayuda a la evacuación de ocupantes de un automóvil sumergido, conlleva necesariamente apoyo eléctrico, y por tanto, la integración de un sistema electromecánico. Por ello, los puntos de conexión eléctrica precisarán de equipos estancos. This automatic system helps evacuate occupants of a submerged car, necessarily involves electrical support, and therefore, the integration of an electromechanical system. Therefore, the electrical connection points will require watertight equipment.
20 twenty
Para el sistema de control y procesamiento de datos de los sensores, se incluirá un sistema independiente (Figura 4) formado por una caja de registro estanca (3), en ella se encontrará la centralita electrónica (4) que procesa la información, emite la señal a los actuadores y efectúa la acción. For the sensor data control and processing system, an independent system will be included (Figure 4) formed by a sealed register box (3), where the electronic control unit (4) that processes the information will be found, issues the signal to the actuators and perform the action.
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Ya que este sistema debe estar operativo y garantizar el funcionamiento en las circunstancias descritas, y teniendo en cuenta las carencias en el mercado actual de protección acuática para los componentes electrónicos, se separa el sistema de control que se propone del sistema de control general del vehículo, además de agregar una batería adicional de apoyo de emergencia, protegidas ambas en cajas estancas, para asegurar el funcionamiento del sistema 30 en el agua. Since this system must be operational and guarantee operation in the circumstances described, and taking into account the shortcomings in the current market of aquatic protection for electronic components, the proposed control system is separated from the general vehicle control system , in addition to adding an additional emergency support battery, both protected in sealed boxes, to ensure the operation of the system 30 in the water.
Por último se incorpora como una opción la modificación del sistema de control general del vehículo incluyendo en la misma centralita la placa electrónica que permite el desarrollo del sistema descrito. En ese caso, la centralita general se debe introducir en una caja estanca. 35 Finally, the modification of the general control system of the vehicle is included as an option, including in the same control unit the electronic board that allows the development of the described system. In that case, the general switchboard must be inserted in a sealed box. 35
En cualquiera de los dos casos la batería de apoyo se encontrará conectada al sistema de control y en una caja estanca aislante. In either case, the backup battery will be connected to the control system and in an insulated waterproof case.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2691303 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20181126 |
|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2691303 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20191028 |